【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于神经网络的微波消融热场仿真方法及微波消融系统，属于微波消融。
技术介绍
1、微波消融技术广泛应用于各种实体肿瘤的治疗，在制定消融计划时，医生无法准确评估出消融参数，如消融时间、消融功率以及最佳的消融针，因此为了避免消融不完全、过消融范围过大以及损伤安全器官，在术中会多次通过ct影像评估消融状态。为了保证消融结果符合预期，一般会通过增加ct拍摄的次数，提高判断的准确性，因而会增加患者暴露在辐射中的风险，同时会增加患者的经济负担，也增加了医生手术流程的复杂度。
2、据申请人了解，目前的微波消融系统根据肿瘤的医学影像自动选择消融参数，并通过术前模拟的消融热场影像预估术中的消融效果，但由于模拟的消融热场是在相对比较理论的情况下得到的，没有考虑肿瘤周边环境参数（包括血管尺寸、气管尺寸、肿瘤与血管的距离、肿瘤与气管的距离、肿瘤与最近脏器的距离等），通常与实际的消融效果存在较大差异。
3、申请人检索发现，公开号为cn115607269a的中国专利文献公了一种微波消融热场仿真方法及系统，考虑了血液流动带走的热量对消融结果的影响，但是，对比文件1仍然没有考虑肿瘤周边环境参数对消融电磁场的影响，因此模拟的消融热场仍然与实际的消融热场不相符，而不准确的模拟消融热场最终也影响了实际手术中消融参数的准确选择，存在消融不充分或者消融过度影响其他正常组织的缺陷，给患者造成不必要的伤害。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：提出一种准确选择消融参数避免消融
2、为了解决上述技术问题，一方面，本专利技术提供了一种基于神经网络的微波消融热场仿真方法，包括以下步骤：
3、采集临床数据，所述临床数据包括肿瘤的模型、肿瘤对应的脏器模型、血管模型、气管模型、消融参数和实际消融范围，其中所述血管和气管位于肿瘤预设范围内；
4、对临床数据进行预处理，得到每个肿瘤的肿瘤信息、肿瘤周边环境信息、消融参数和实际消融范围作为训练集，所述肿瘤信息包括肿瘤的尺寸、肿瘤对应的脏器类型和肿瘤对应的脏器尺寸，所述肿瘤周边环境信息包括血管尺寸、气管尺寸、肿瘤距离血管的距离和肿瘤距离气管的距离；
5、构建用于选择消融参数的神经网络模型，并通过所述训练集进行训练；
6、对患者病灶利用医学影像重建为三维模型，找出病灶的肿瘤靶组织分割模型和病灶处的脏器模型，得到病灶的肿瘤信息和肿瘤周边环境信息；将刚好包络所述病灶的范围记为病灶的理论消融范围；
7、将所述病灶的肿瘤信息、肿瘤周边环境信息和理论消融范围输入神经网络模型，得到所需的消融参数，完成微波消融热场的仿真。
8、另一方面，本专利技术还提供了一种微波消融仿真系统，包括医学影像三维重建模块、病灶及周边环境信息提取模块、消融热场推荐模块和消融模块；
9、所述医学影像三维重建模块被配置为将患者病灶处的医学影像重建为三维模型；
10、所述病灶及周边环境信息提取模块被配置为从三维模型中提取出病灶的肿瘤靶组织分割模型和病灶处的脏器模型，得到病灶的肿瘤信息和肿瘤周边环境信息，所述肿瘤信息包括肿瘤的尺寸、肿瘤对应的脏器类型和肿瘤对应的脏器尺寸，所述肿瘤周边环境信息包括血管尺寸、气管尺寸、肿瘤距离血管的距离和肿瘤距离气管的距离；
11、所述消融热场推荐模块被配置为采用上述微波消融热场仿真方法推荐消融热场；
12、所述消融模块被配置为采用所述消融热场推荐模块选择的消融热场进行手术方案规划。
13、本专利技术带来的有益效果是：本专利技术利用神经网络模型通过肿瘤信息、肿瘤周边环境信息选择合适的消融参数，包括消融针的针型、消融时间及消融功率等，从而使消融热场正好包络病灶，因此，能够避免消融不充分或者消融过度，减少了对患者的伤害。
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1.一种基于神经网络的微波消融热场仿真方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于神经网络的微波消融热场仿真方法，其特征在于：所述肿瘤周边环境信息还包括肿瘤与最近脏器的距离。
3.根据权利要求1所述的基于神经网络的微波消融热场仿真方法，其特征在于：在提取所述肿瘤周边环境信息时，提取的最小范围为肿瘤边缘向外2cm。
4.根据权利要求1所述的基于神经网络的微波消融热场仿真方法，其特征在于：所述神经网络模型为UNet或nnUNet模型，其训练框架为TensorFlow、PyTorch或Keras框架。
5.根据权利要求1所述的基于神经网络的微波消融热场仿真方法，其特征在于：术后根据临床数据得到的病灶的实际消融范围与病灶的理论消融范围进行比较，如精度不符合预设要求，则将该病灶的肿瘤信息、肿瘤周边环境信息、实际消融范围和消融参数作为训练样本对神经网络模型进一步训练。
6.一种基于神经网络的微波消融仿真系统，其特征在于：包括医学影像三维重建模块、病灶及周边环境信息提取模块、消融热场推荐模块和消融模块；
【技术特征摘要】
1.一种基于神经网络的微波消融热场仿真方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于神经网络的微波消融热场仿真方法，其特征在于：所述肿瘤周边环境信息还包括肿瘤与最近脏器的距离。
3.根据权利要求1所述的基于神经网络的微波消融热场仿真方法，其特征在于：在提取所述肿瘤周边环境信息时，提取的最小范围为肿瘤边缘向外2cm。
4.根据权利要求1所述的基于神经网络的微波消融热场仿真方法，其特征在于：所述神经网络模型为unet或nnunet模型，其训练框...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐其成，赵子云，武晶，
申请(专利权)人：南京亿高医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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